复杂机电控制第二章.ppt

第一章 输入 最优控制 系统 系统辨识 输出 系统分析 机器 本体： 动力、传动、工作 控制： 检测、显示、调节 交流伺服电动机直接驱动（零传动） 第二章 人工智能及智能控制简介 科技发展的特点： a. 科技走向高度分化，即不断分化产生新的学科，且越分越细； b.许多科技又走向高度的综合，即许多学科相互交叉形成新兴的边缘学科。 20世纪的60年代起，由于空间技术、计算机技术及智能技术的发展，控制界学者在研究相关算法和学习控制的基础上，为了提高控制系统的性能，开始将人工智能技术与方法应用于控制领域。 2.1人工智能简介 一、人工智能定义 所谓人工智能是研究怎样是计算机来模拟人脑所从事的推理、证明、识别、理解、思考、学习、预测、规划决策以及问题的求解等思维活动来解决专家级处理问题的能力，是高度的脑力行为和体力行为的综合。 它是采用非数学式方法，把人们的思维过程模型划，并用计算机来模仿人的智能的学科。 它是研究如何应用人的认识经验使机器（计算机）智能化。 二、人工智能的实质及三要素 1、实质：用人工的方法在机器上实现的智能。 2、知识的三要素：知识的获取、知识的表示和知识的应用。 3、智能控制是以知识为基础的系统，研究知识表示、利用和获取为中心内容的知识工程是研究智能控制的重要基础。 4、控制论的三要素：信息、反馈、和控制 5、人工智能的三要素：推理、学习和联想 三、人工智能的特性 1、人类的行为原则：强调行为的经济性或高效率，即以较小的代价来获取尽可能多的效益。 2、人的本质能力 动态环境下的行为能力 对外界事物的感知能力 维持生命和繁衍生息的能力 3、感知能力：值人们通过视觉、听觉、触觉、味觉、嗅觉等感觉器官感应外界事物的能力。 4、思维能力：利用已有的知识，对信息进行分析、计算、比较、判断、推理、联想、决策等。 5、行为能力：人们对感知道德外界信息的一种反应能力 6、人类智能（智慧和才能）:人类具有的智力和行为能力 四、研究人工智能的目的 一方面，要探索和模拟人的感觉，思维和行为的规律，进而设计出具有类似人类的某些智能的计算机系统，延伸和扩展人类智能。 另一方面，从主体外面来探讨人脑的智能活动，用物化的智能来考察和研究人脑智能的物质过程及其规律。 五、人工智能学派 1、符号主义、逻辑主义、心理学派、计算机学派 (symbolism,logicism,psychology,computerism) 实质：基于数学逻辑对知识进行表示和推理来解决问题，或是从人的思维能力和智能行为的心理特征出发，利用计算机来对人脑智能进行主观功能的模拟。 1956年在机器上模拟人的智能，诞生人工智能，数字系统：deep blue computer 2、联结主义、生理学派、仿生学派 (physiology,bionics) 实质：从仿生的角度来建立人脑模型，模仿人脑结构和功能 目的：研究获取人脑神经元以及联结的机制，搞清楚大脑结构，以及处理信息的过程和机理 五、人工智能学派 3、行为主义、进化主义、控制论学派 (behaviorism,evolutionism,cyberneticism) 实质：从控制论的角度来模拟人在控制过程中的智能行为 自寻优、自适应、自学习、自组织、自整定 利用控制取代知识的表示，从而取消概念模型及形式表示的知识，所以控制中抽象对智能及其模型的把握是极其必要的。 六、人工智能的研究内容 理论研究: 基础 实现技术：应用条件 应用技术：人工智能研究在控制中的应用 七、实现人工智能的技术路线 1、专用路线：开发研制专用计算机硬件及其语言 2、通用路线：利用现有的计算机硬件和软件来实现人工智能 3、硬件路线：智能硬件——超大规模集成电路 4、软件路线：启发性程序，自动编程系统，知识智能算法 八、人工智能主要研究领域 1、问题求解 2、专家系统 3、机器学习 4、模式识别 5、自动定理证明 6、自动程序设计 7、自动语言理解 8、机器人学：机器人是指具有类似与人或者其他生物体某些器官功能的执行机构 9、人工神经网络 10、智能有哪些信誉好的足球投注网站 11、遗传算法 J.H.Holland教授在1975年提出，20世纪80年代中期开始逐步成熟，1985年起，国际上开始举行遗传算法国际会议。 Genetic Algorithm(GA):是基于自然选择和基因遗传学原理的有哪些信誉好的足球投注网站算法。是基于达尔文进化论。在计算机上模拟生命进化论机制而发展起来的一门学科。 GA可用于模糊控制规则的优化及ANN参数及权值的学习。 2.2智能控制简介 一、智能控制的定义 以专家或熟练的操作人员的知识为基础来进行推理，用启发式来引导问题的求解过程，对外界环境和系统过程进行理解、判断、预测和规划，采用符号信息处理，启发式程序设计，知识表示和自学习，推理与决